超标量处理器旨在为单个顺序程序产生每时钟周期超过一条指令的执行率。超标量处理器设计通常定义一组技术，使计算机的中央处理器 (CPU) 能够在实现单个顺序程序的同时获得每周期超过一条指令的吞吐量。超标量指令发出概念最早在 1970 年被提出 (Tjaden 和 Flynn，1970)。后来在 20 世纪 80 年代得到了更精确的重新表述 (Torng，1982，Acosta 等人，1986)。超标量处理的功能是超标量指令发出。一个……阅读更多

以下方法用于指令发出策略，例如标量处理器、超标量处理器以及涵盖两者的广阔前景。在考虑最常用的发出策略时，它可以通过忽略不太重要的方面来减少指令发出的设计空间。首先，对于标量处理器和超标量处理器，它可以避免发出顺序，因为大多数处理器采用按顺序发出。此外，在使用搁置的标量和超标量处理器的情况下，它可以丢弃发出对齐。在考虑标量处理器的指令发出策略时，应处理三个基本发出方面，例如是否……阅读更多

发出阻塞的处理可以分为图中显示的两种类型。第一个方面称为保留发出顺序，它指定依赖指令是否会阻塞发出窗口中后续独立指令的发出。第二个方面是指令发出的对齐。它决定是使用固定发出窗口还是滑动发出窗口。如图所示，如果依赖指令（例如指令 b）阻塞所有后续指令的发出，直到依赖关系解决为止，则发出顺序称为“按顺序”。但是，限制后续独立指令的发出会极大地破坏……阅读更多

超标量指令发出是超标量操作中最敏感的任务。发出策略决定如何在发出过程中管理依赖关系。发出率定义了超标量处理器每个周期可以发出的最大指令数。发出策略的设计空间很复杂。如图所示，它包含四个主要方面。前两个定义了在指令发出期间如何处理错误数据和未解决的控制依赖关系。在这两种情况下，设计选项是在指令发出期间通过使用寄存器重命名和推测性分支处理来防止它们。第三个条件决定是否……阅读更多

如图所示，标量处理器必须在每个周期只解码一条指令。此外，流水线处理器必须检查依赖关系才能决定是否可以发出此指令。相比之下，超标量处理器必须执行更复杂的任务。如图所示，它必须在一个时钟周期内解码多条指令，例如四条指令。它还需要从两个角度检查依赖关系：首先，要发出的指令是否依赖于当前正在执行的指令。其次，是否存在……阅读更多

超标量处理可以分解为几个特定的任务，如图所示。超标量处理器每个周期可以发出多条指令，第一个任务当然是并行解码。超标量处理器中的解码任务比标量处理器中的解码任务复杂得多，并且随着发出率的提高而变得更加复杂。更高的发出率会极大地延长解码周期，或者会使各种解码周期增长，除非解码增加。一种改进技术是预解码。这是在典型解码之前实现的部分解码，而指令被加载到……阅读更多

超标量处理器旨在为单个顺序程序产生每时钟周期超过一条指令的实现率。超标量处理器设计定义为一组方法，使计算机的中央处理器 (CPU) 能够在执行单个顺序程序的同时管理每周期超过一条指令的吞吐量。虽然对解释没有全球性的一致意见，但超标量设计技术包括并行指令解码、并行寄存器重命名、推测性执行和乱序执行。这些技术通常与补充设计技术一起使用，包括流水线、缓存、分支预测和多核……阅读更多

给定级别上的具体体系结构通常在其组件的短语中定义。因此，给定级别上具体体系结构的描述基于其组件的抽象体系结构。因此，特定级别上的具体体系结构的描述比后续较低级别上相应的抽象体系结构具有更高的抽象级别。因此，我们可以定义在连续级别上具体和抽象体系结构的理论序列产生以下更高抽象级别的描述框架。因此，考虑了三级体系结构描述设计，具有独立的具体和抽象……阅读更多

它可以在多个不断上升的抽象级别上解释计算机体系结构理论。在每个级别上，体系结构都将通过声明底层计算模型、功能规范和实际实现来表示。因此，解释涵盖三个要素，包括底层计算模型、考虑级别和兴趣范围，如图所示。首先，它可以概述底层计算模型。几年前，“计算机体系结构”一词本质上被解释为冯·诺依曼体系结构。随后，当依赖于冯·诺依曼模型以外的计算模型的新型体系结构出现时……阅读更多

冯·诺依曼模型由三个特定组件（或子系统）组成，包括中央处理单元 (CPU)、内存和输入/输出 (I/O) 接口。该图定义了互连这些组件的各种可能方法之一。CPU - CPU 可以被认为是计算系统的灵魂，包括三个主要组件：控制单元 (CU)、一个或多个算术逻辑单元 (ALU) 和多个寄存器。控制单元决定应执行指令的顺序并控制有用操作数的检索。它定义了机器的指令。每条指令的执行由……阅读更多